Что такое добыча нерудных полезных ископаемых
Нерудные полезные ископаемые, неметаллические полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырьё. Нерудные полезные ископаемые могут относиться к минералам или горным породам. Нефть, уголь, другие виды ископаемого топлива (горючие полезные ископаемые), а также подземные воды (гидроминеральные подземные ископаемые) исключаются из этого определения.[1] Такие материалы, как песок, галька, щебень, гравий, песчаник, глина, мел и т. п. могут рассматриваться и как нерудные полезные ископаемые, и как особая категория — общераспространённые полезные ископаемые[2].
За последние десятилетия нерудные полезные ископаемые намного обогнали руды металлов по объёмам добычи и стоимости используемого сырья.
В плане технологического и экономического освоения, у неметаллических полезных ископаемых есть своя специфика, отличающая эту группу от металлических полезных ископаемых. Одним из таких отличий является сильное влияние состава и свойств сырья как на технологии его переработки, так и на конечное изделие, что требует при оценке месторождений оценки применимости данной конкретной разновидности полезного ископаемого с учетом его специфических свойств (например — термолитосодержащего талька в отличие от стеатитовых тальков). Вторым отличием многих неметаллических полезных ископаемых является, с одной стороны, применение одного и того же вида сырья во многих отраслях хозяйства, с другой стороны — взаимозаменяемость многих видов сырья (в качестве наполнителя тот же тальк может быть заменен баритом или каолином).
Применение[править | править код]
Нерудные полезные ископаемые находят в хозяйстве самые разные применения: как строительные материалы (гранит, известняк, доломит, мрамор, песчаники и др.), как сырье для производства минеральных удобрений (фосфорит, калийные соли, апатит), сырье для общехимического производства (самородная сера, пирит, апатит), сырье для металлургии (флюсы: известняки, кварциты, флюорит), как огнеупорные материалы для металлургии (доломит, магнезит, огнеупорные глины), как сырье для производства минеральных красок (охра, киноварь), как технические кристаллы (алмаз, пьезокварц, исландский шпат), как драгоценные и поделочные камни (изумруд, агат, малахит, бирюза и др.), как абразивные материалы (корунд).
Разнообразие свойств этих ископаемых отражается в комплексном их применении, так графит используется в металлургии, в ядерной энергетике, в электротехнике и как сырье в нескольких разных отраслях химии.
Номенклатура нерудных полезных ископаемых постоянно увеличивается с развитием новых технологий, позволяющих промышленное освоение ранее не используемых горных пород и минералов, таких как перлит или волластонит.
Классификация[править | править код]
Нерудные полезные ископаемые, как группа, чрезвычайно разнородны. Вследствие этого не существует единой общепринятой их классификации.
Классификация этих ископаемых может производиться по нескольким параметрам. Два основных типа классификации:
- по области использования[3]: горно-химическое сырьё, горно-металлургическое сырьё, строительные материалы, технические кристаллы;
- по области использования в более детальной классификации Н. И. Ерёмина[4]: химическое и агрохимическое сырье, техническое сырье, металлургическое и теплоизоляционное сырье, строительные материалы, стекольно-керамическое сырье, цементное сырье, пьезооптическое сырье, цветные драгоценные и поделочные камни, сырье для новых отраслей промышленности;
- по геологическому происхождению[5]: горные породы (как правило, массовое сырьё с крупными месторождениями относительно простого строения и с небольшой стоимостью) и минералы (как правило, относительно редкое сырье с мелкими месторождениями сложного строения и с высокой стоимостью);
- по геологическому происхождению в более детальной классификации В. И. Смирнова[5]: горные породы, аморфные вещества, минералы и кристаллы.
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Нерудные полезные ископаемые // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
- Под редакцией Е. А. Козловского. Неметаллические полезные ископаемые // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1984—1991. — статья из Горной энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
- Под ред. И. Л. Кнунянца. Неметаллические полезные ископаемые // Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1988. — статья из Химической энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.
- Н. И. Ерёмин. Неметаллические полезные ископаемые. — 2-е. — М.: МГУ, Академкнига, 2007. — 459 с. — ISBN 978-5-211-05370-0.
- Р. Л. Бейтс. Геология неметаллических полезных ископаемых. — 548 с. — ISBN 978-5-458-48180-9.
Источник
Нерудные полезные ископаемые – ископаемые, которые не имеют в своем составе металла или его процентное содержание очень низкое. В мире очень большое количество подобного сырья спрятано в недрах земли, а количество сфер его применения колоссальное. Их используют в технической, строительной, ювелирной, химической промышленности и в металлургии. Исторически сложилось так, что из этой категории вынесли жидкости и газы, что также относятся к нерудным ископаемым, остались только твердые материалы, в составе которых нет металла.
Классификация нерудных полезных ископаемых
Неметаллические ископаемые очень разнородны, поэтому их чрезвычайно сложно распределить по группам, создавая единую классификацию. К ним относится горнорудное, химическое сырье, строительные материалы и поделочные камни (драгоценные, полудрагоценные).
Более детальную классификацию видов полезных ископаемых предложил ученый Н.И. Ерёмина, разделив их по областям применения. Сюда входят такие материалы, как:
- Стекольно-керамические;
- Химические;
- Агрохимические;
- Камни для изготовления украшений;
- Металлургические;
- Цементные;
- Технические;
- Пьезооптические;
- Теплоизоляционное сырье.
Человек использует неметаллические полезные ископаемые каждый день – поваренная соль, драгоценности, нитратные или фосфатные удобрения и тд. Благодаря добыче этого сырья стало возможно строительство домов, производство техники, лечение некоторых заболеваний, создание косметики.
Несмотря на огромное количество неметаллических полезных ископаемых, есть несколько материалов, без которых человеку было бы обходиться чрезвычайно сложно.
Самые распространенные неметаллические ископаемые
Песок – это сырье для производства стекла, строительный материал, он содержит в себе много органических соединений и используется в больших количествах по всей планете. Для его добычи роются песчаные карьеры, используется огромное количество оборудования. Это многофункциональное нерудное ископаемое, без которого невозможно было бы строить здания, создавать изделия из стекла, развиваться в области техники.
Еще одно неметаллическое полезное ископаемое, которое распространено в мире – глина. Она используется в строительстве, изготовлении посуды и лечебных целях. Некоторые виды используют как красители в текстильной и даже пищевой промышленности. Благодаря большой пластичности и вязкости, она отлично подходит для изготовления посуды, фарфоровых и фаянсовых изделий. Из-за минерального состава, зеленую, черную и белую глину используют для лечебных целей. Она обладает отличными противовоспалительными и асептическими свойствами.
Сейчас практически все дороги покрыты асфальтом, благодаря которому можно комфортно передвигаться. Но, мало кто знает, что это полезное ископаемое используется не только в автодоре, но и в производстве электротехники, резины, лаков для гидроизоляции. Нерудные месторождения асфальта были найдены на берегах Мертвого моря – это огромные глыбы хрупкого черного материала. Его пластичность достигается благодаря смешиванию с минеральными веществами.
Одним из самых широко использующихся неметаллических полезных ископаемых по праву можно назвать алмаз. Он применяется не только в ювелирном искусстве, но и в строительстве. Камень очень плотный, что позволяет использовать его для бурения скважин, обработки металлов, в качестве хирургических инструментов. Благодаря его использованию, человечество получило возможность исследовать недра земли максимально глубоко.
Сера – еще одно неметаллическое полезное ископаемое, получившее широкое применение в быту человека. Она используется в химическом производстве для создания серной кислоты. Соединения серы можно найти в головках спичек, но ее содержание в них только 4,5%. Благодаря этому материалу, были совершены тысячи научных открытий, что помогли ускорить технический прогресс человечества.
Интересные факты о неметаллических ископаемых
В природе существует уникальный нерудный минерал – обсидиан или вулканическое стекло. Оно использовалось еще за долго до изобретения стеклянных изделий в качестве сырья для первых хирургических инструментов. Они были прочными и надежными, их не нужно было постоянно затачивать, а благодаря асептическим свойствам риск заражения был немного меньше.
Торф – это распространенное горючее полезное ископаемое используется не только для того, чтобы отапливать помещения, но и оказалось прекрасным консервантом. Тела, которые находят в торфяных залежах, подверглись естественной мумификации, и являются ценностью для археологов. Благодаря сохраняющим свойствам торфа, можно в точности воспроизвести внешность человека. Также, в нем находили останки животных, которые вымерли тысячи лет назад, что является чрезвычайно важным для археологов.
В мире существует не только естественный алмаз. Его синтетический аналог намного прочнее, но имеет более низкую стоимость и используется только в промышленных целях. Плотность этой неметаллической руды обуславливается правильностью кристаллической решетки, что возможно воспроизвести в лабораторных условиях. В естественном минерале атомы углерода расположены более хаотично.
В Тринидаде расположено озеро естественного асфальта, который накапливается на его поверхности и застывает. По рассказам местных жителей, ходить по нему очень опасно, ведь некоторые места, которые еще день назад были твердыми, как камень, превращаются в жидкие, затягивающие колодцы. Здесь добывается огромное количество сырья для строительства дорожного покрытия и производства резины.
Природа создала уникальные материалы, которыми мы пользуемся каждый день. Невозможно представить свою жизнь без неметаллических полезных ископаемых. Ученые постоянно трудятся над созданием синтетических аналогов, ищут новые месторождения ценного сырья, ведь всем запасам приходит конец. Добыча неметаллических руд в больших масштабах может не только повлиять на сейсмическую активность, но и привести к изменениям экосистемы земли.
Источник
Нерудные строительные материалы чрезвычайно популярны. Единственный источник их получения – добыча и дальнейшая переработка различных видов горных пород вулканического и осадочного происхождения.
К нерудным материалам относятся:
- щебень;
- песок;
- гравий;
- керамзит.
Эти четыре вида строительных нерудных материалов пользуются большим спросом. Благодаря своим свойствам и характеристикам они нашли себе применение во многих отраслях. Это возведение автомобильной и железнодорожной инфраструктуры, производство железобетонных конструкций, сооружение мостов и промышленных комплексов, а также множество прочих сфер гражданского и индустриального строительства.
Для того чтобы раздробить скалу, применяют всевозможные дробилки. Самый популярный и экономный вид – щековая дробилка. Она расщепляет горную породу между своими рабочими поверхностями.
ЩЕБЕНЬ
Это самый широко применяемый строительный нерудный материал. Он бывает трех видов:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый.
Гранитный щебень – это самый прочный вид. Он добывается из твердой скальной породы – гранита. Большие глыбы этого материала сначала дробят на более мелкие куски, нередко даже путем подрывных работ, а затем уже размельчают на фракции различных размеров. Благодаря своей стойкости к механическим нагрузкам, гранитный щебень является лидером по использованию при укладке дорожной инфраструктуры.
Гравийный щебень менее прочен, в силу чего цена на него ниже. Материал получают посредством измельчения гравийных горных образований. Чаще всего применение гравийного щебня обусловлено только одним фактором – необходимостью удешевления строительных работ с учетом потери прочности построек.
Идущий третьим в списке нерудных материалов, щебень из известняка очень популярен из-за своей низкой стоимости. Это далеко не самый прочный и твердый материал, поэтому он нашел себе применение по большей части в народном хозяйстве в качестве компонента минеральных удобрений. Нередко известняковый щебень используется в полиграфии, а также при создании портландцемента.
ГРАВИЙ
Еще один завсегдатай строительных площадок – гравий. Он бывает горного, речного и морского происхождения и образуется в результате естественного распада горных пластов. Материал, добытый в реках или морях, имеет обтекаемые и сглаженные формы. Это дает ему преимущество при обустройстве детских площадок, пляжей и бассейнов. Что касается горного гравия, то у него более резкие формы и много плоских граней. Это делает его идеальным элементом для составления бетонных смесей, потому что подобная многогранность в разы увеличивает площадь соприкосновения цемента и камня.
Гравий – сыпучий материал, поэтому дорожки из него требуют бордюров
ПЕСОК
Без него не обходится практически ни один вид строительных работ. Песокотносится к осадочным породам нерудных материалов. Основные способы его добычи – это карьерные разработки. Материал можно также добывать и в местах естественного скопления воды, но такой метод очень дорог. Поэтому наиболее популярен песок, добываемый в карьерах и имеющий более низкую стоимость. Данный строительный материал используется в основном для приготовления бетонных смесей, входя в них в очень больших пропорциях в качестве наполнителя.
Речной и морской песок, несмотря на свою высокую стоимость, имеет неоспоримое достоинство – он очень чистый и практически не имеет посторонних примесей. Поэтому данный вид песка является гарантом надежной и крепкой бетонной смеси, используемой при ответственном строительстве.
Речной песок также используют в сельском хозяйстве для подготовки грунтовых смесей
КЕРАМЗИТ – САМЫЙ ЛЕГКИЙ ИЗ ВСЕХ
Керамзит получают путем обжига глиняной породы. Он может быть как гладкой формы, так и с острыми углами. Главной сферой применения данного нерудного материала является изготовление облегченных бетонных конструкций, в которых керамзит выступает в роли основного наполнителя. Помимо этого, его используют в декоративных целях и в качестве теплоизолирующей подсыпки. Нередко, применяя дробление, из керамзита делают песок, так же находящий себе применение в некоторых областях строительства.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вот основные категории подразделения нерудных материалов:
- плотность;
- происхождение;
- форма и размер фракций.
Плотный материал — тот, у которого его масса в одном кубическом сантиметре составляет более одного грамма. Если этот параметр меньше грамма, то такой материал называют пористым.
По происхождению нерудные материалы бывают двух видов: природные и искусственные. По форме и размеру классификация сводится к следующему. Если фракция больше 5 мм, то это крупный материал. Форма нерудных материалов может быть либо округлой и обтекаемой, либо со множеством сколов и плоских граней.
Источник
Строительное дело почти целиком базируется на извлекаемых из недр Земли полезных ископаемых и нередко требует все новых видов сырья. Ни один вид строительства не обходится без применения нерудных строительных материалов, таких как песок, песчано-гравийные смеси, природные каменные материалы, глины, известняк, доломит, мел, мергель и другие. Поэтому, перед началом строительства стоит задача обеспечения объекта всеми видами минерального сырья, что нередко требует открытия и вовлечения в разработку новых месторождений полезных ископаемых.
Итак, для начала немного теоретических сведений, необходимых для большего понимания материала.
Полезное ископаемое — природное минеральное образование, пригодное для использования в народном хозяйстве в естественном виде или после переработки.
Нерудные полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырье.
По области использования нерудные полезные ископаемые подразделяются на:
— горно-химическое сырьё;
— горно-металлургическое сырьё;
— строительные материалы;
— технические кристаллы.
В настоящей статье мы рассмотрим только нерудные полезные ископаемые, применяемые в строительстве — нерудные строительные материалы или строительные горные породы.
Итак, нерудные строительные материалы (строительные горные породы)- это неметаллические полезные ископаемые, используемые в строительстве в естественном виде или как сырье.
К нерудным строительным материалам относят заполнители для бетона и асфальтобетона, стеновые камни и блоки, облицовочные изделия, дорожно-строительные материалы, минеральный порошок и др.
В промышленности строительных материалов согласно генетическому признаку наиболее широко используют следующие важнейшие виды строительных горных пород:
— Осадочные, образовавшиеся путем накопления (осаждения) продуктов разрушения магматических, метаморфических и более древних осадочных горных пород.
— Магматические (изверженные), которые по условиям образования делятся на глубинные (интрузивные) и излившиейся (эффузивные) породы.
— Метаморфические ( видоизмененные), в которых изменение строения и состава произошло в природе, под влиянием высокой температуры и давления, под воздействием химически активных газообразных веществ и горячих растворов циркулирующих в породах.
Рассмотрим подробно наиболее часто встречающиеся породы.
I) Осадочные горные породы:
а) Песчаные и песчано-гравийные породы
Геологи выделяют два вида пород: песчаную и песчано-гравийную. Чисто гравийных месторождений в природе не бывает. Обычно гравий залегает вместе с песком, образуя гравийно-песчаные массы, содержания гравия в которых колебелется в очень больших пределах. Часто в таких отложениях встречаются валуны (обломки горных пород размер которых превышает 100мм). Песчаной называют породу при содержании гравия меньше 10% общей массы, песчано-гравийной при содержании гравия более 10%. Существует еще валунно-гравийно-песчаная порода- с содержанием гравия более 10% и валунов более 5%.
Песок — это природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке валунно-гравийно-песчаных, гравийно-песчаных и песчаных месторождений (определение согласно ГОСТ 8736-2014).
Песок является рыхлой осадочной горной породой, состоящей не менее чем на 50% из зерен кварца, полевых шпатов и других минералов и обломков горных пород.
Пески подразделяются на:
— грубые пески (размер зерен более 3мм)
— крупные пески (размер зерен 0,5-2мм)
— средние пески (размер зерен 0,35-0,50мм)
— мелкие пески (размер зерен 0,14-0,35мм)
— пылеватые пески (размер зерен 0,01-0.14мм).
Применение песков в строительстве очень широкое — в качестве заполнителя для производства бетона, асфальтобетона, строительных растворов, создания насыпей земляных сооружений, отсыпки земляного полотна железных и автомобильных дорог. Без песка не обходится ни одно строительство. Это наиболее распространенный строительный материал.
Гравий- это рыхлый каменный материал, образовавшийся в результате выветривания горных пород, размером частиц 5-70 мм.
Гравий выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):
— от 5(3) до 10 мм;
— св. 10 до 15 мм;
— св. 10 до 20 мм;
— св. 15 до 20 мм;
— св. 20 до 40 мм;
— св. 40 до 80(70) мм
— смесь фракций от 5(3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают гравий в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.
Гравий применяется в качестве заполнителя для бетонов, асфальтобетонов, баластной призмы железнодорожных путей, рабочих слоев и покрытий дорожной одежды автомобильных дорог и др.
б) Глинистые породы
К глинистым осадочным породам в первую очередь относятся имеющие очень большое распространение, различные по составу и происхождению супеси, суглинки и глины, а так же встречаемые более редко алевролиты и аргиллиты. Состоят эти породы из так называемых первичных (кварц, полевой шпат, слюда) и вторичных (каолинит, монтмонириллионт и др.) глинистых минералов, присутствие которых и обуславливает все специфические особенности глин: набухание при увлажнении, усадка при высыхании, пластичность, липкость и др.
Супесь- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 3% до 10%.
Суглинок- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 10% до 30%.
Глина- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве более 30%
Алевролиты- это сцементированные пылеватые суглинистые породы.
Аргиллиты- сцементированные глины.
Глинистые породы применяются для производства цемента, керамического кирпича, керамических изделий для наружной и внутренней облицовки зданий (облицовка фасадов, фасадные плитки, ковровая керамика), в качестве гидроизолирующего слоя при строительстве различных сооружений, производства санитарно-технических изделий, теплоизоляционных изделий (керамзит), кровельных керамических изделий, керамических труб.
в) Органогенные осадочные породы
Известняк- скальная порода, не менее чем на 75% состоящая из CaCO3 преимущественно органогенного происхождения (слагается из известковых раковин моллюсков, известковых водорослей, кораллов и др.). Менее распространены известняки химического происхождения (оолитовые известняки, известковые туфы). Используется как сырье для цементной промышленности, для производства щебня, облицовки зданий.
Мергель- известняк, в составе которого преобладает глина. При содержании в мергелях минерала кальцита не менее 75% их называют известняковыми, а менее 10% — глинистыми. Мергели используют как сырье для производства портландцемента.
Мел- состоит из мелких частиц раковин простейших животных. По химическому составу он аналогичен известянику. Мел используют при производстве извести, для приготовления красок, замазок и цемента.
II. Магматические горные породы:
Гранит — является полиминеральной кислой горной породой, одной из самых распространенных магматических пород на Земле.
Гранит состоит из калиевого полевого шпата (ортоклаза) — 40-70%, кварца, являющегося наиболее стойкой составной частью гранита (20-40%) и слюды (мусковита или биотита)-5-20%.
Граниты применяют в качестве строительного и облицовочного материала, из гранита получают высококачественный щебень, который используют в строительстве всех видов сооружений, а так же при производстве бетона.
Гранитный щебень выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):
— от 5(3) до 10 мм;
— св. 10 до 15 мм;
— св. 10 до 20 мм;
— св. 15 до 20 мм;
— св. 20 до 40 мм;
— св. 40 до 80(70) мм
— смесь фракций от 5(3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.
Габбро- состоит из полевых шпатов, пироксена, авгита, оливина и друних темноокрашенных минералов. Структура габбро гранитная. Применяется для наружной облицовки зданий и получения щебня.
Лабрадорит- одна из разновидностей семейства габбро, полнокристаллическая магматическая горная порода, состоящая в основном из минерала лабрадора. Применяется для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.
III.Метаморфические горные породы:
Гнейсы – по минералогическому составу сходны с гранитами, из которых они образовались в результате перекристаллизации под большим давлением. Они состоят главным образом из полевых шпатов, кварца и одного или нескольких минералов: биотита, мусковита, роговой обманки, авгита.
Гнейсы имеют так называемое сланцеватое строение. Для них характерно то, что составляющиме породу минералы вытянуты в направлении, перпендикулярном направлению давления.
Гнейсы используются для кладки фундаментов, в качестве бутового камня, в виде плит для облицовки каналов и набережных, для устройства тротуаров.
Мрамор – метаморфическая разновидность карбонтаных пород- известняков, доломитов и доломитизированных известняков, отличающихся от них зернисто-кристаллическим строением и высокой плотностью. Зерна кальцита в мраморе непосредственно связаны сцеплением кристаллов.
Мрамор используется для декоративных и облицовочных работ: из него делают плиты для внутренней отделки зданий, лестничные ступени, плитки для полов.
Кварцит – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными зернами кварца, которые срослись между собой так, что цементирующее вещество неразличимо. Они образуются путем метаморфизации кварцевых песков и песчаников под влиянием высоких температур и давления.
Кварциты используются в виде штучных камней для особо ответственных конструкций зданий и сооружений (для изготовления подферменных камней в мостах и др.), в качестве бутового камня, щебня и для наружных облицовок повышенной стойокости (декоративные облицовочные плиты).
ООО «ДОРГЕОПРОЕКТ»
(499) 393-38-36
www.dorgeoproekt.ru
dorgeoproekt@bk.ru
Источник